近接收信号中占优势,因此接收器可能无法分辨冲突,只检测到自己的信号。为了避免这种情况发生,发射站的发射天线模式应该与其接收模式有所不同,但是在无线终端设置这样的模式并不方便,因此这需要定向天线,并且发送器和接收器都需要昂贵的前端放大器。
在CSMA/CA中使用了两个特殊的帧,他们分别是RTS(发送请求帧)和CTS(清除发送帧)。
2.1.4 NAV
NAV就是网络分配矢量。
2.1.5 MAC信息管理库(MAC MIB)
MAC层的信息管理库是由一系列表格形式的属性值按照一定的规则组织起来的,这样就能对同属于一个MAC层中的不同事件起到协调作用。MAC层的信息管理库又包括了两套属性:站管理属性组和MAC属性组。一下重点介绍MAC属性组的一些属性。
dotllMACAddress:该属性值表示MAC的唯一单独地址值。该属性值属于MAC层私有,并且MAC层也通过这个地址才能完成接收不同的帧,并把这些帧传递到更上层协议层进行处理。
dotllRTSThreshold:该属性控制在传递数据帧和管理帧前传递RTS控制帧。具体的属性值定义了传递RTS所需最短帧的长度。该属性的缺省值为2347字节。 dotllShortRetryLimit:该属性定义了可以传递一个长度小于dotllRTSThreshold阈值的帧的次数阈值。超过这个阈值,这个帧就会被丢弃而且会向上层激发一个故障事件的产生。
dotllLongRetryLimit:该属性定义了一个可以传递一个长度大于或者等于dotllRTSThreshold阈值的帧的次数。超过这个阈值,这个帧就会被丢弃而且会向上层激发一个故障事件的产生。该阈值的缺省值为4,并且这个却省值可以由本地或者外部管理器进行修改。
dotllFragmentationThreshold:该属性定义了物理层所能接受的帧的最长长度。超过了这个最长长度的帧都将被进行分段。
dotllTrahsmittedFragmentCount:该计数器记录成功传递了多少个帧片段。一个不需要经过分段处理就被传递了的MSDU也算作一个帧片段并增加一次这个
计数器的值。一次成功的传递被定义为向特定地址发送的已经接收到其ACK信号的数据帧,或者其它向组播地址发送的数据或管理帧。
dotllMulticastTransmittedFrameCount:该计数器仅仅记录传送了多少个组播帧。只要传递一个组播帧,那么计数器就增加一。
dotllRetryCount:该计数器记录那些在完成成功传输过程中至少经过了一次重传的帧数。
dotllMultipleRetryCount:记录那些在完成成功传输过程中至少经过了两次重传的帧数。
2.1.6 帧间间隔(IFS)
两帧之间的时间间隔,对给定的间隔,工作站通过载波帧听判断介质的忙
闲状态。定义了四种不同的IFS以提供对无线介质的优先级别访问。不同的IFS有其独立的工作站比特率。IFS定时被定义为介质上的时间间隙,视每个物理层而不同。 SIFS
被用于ACK、CTS、有分段时的下一分帧或在点协调方式下作为对任一
询问的回答,在轮询控制时也可用于任意的帧。SIFS时从前一帧最后一个符号的结束到接下来一帧开头低一个字符的开始所对应的时间,可被用于一系列帧交换的过程中。当工作站已占用介质需保持一段时间以执行一系列的帧交换时,利用这一最短的时间间隔传送一系列帧交换可以阻止那些需等待介质空闲较长时间间隔的工作站争用介质,于是这一系列的帧交换的进行就取得了优先权。 PIFS
仅仅被用于PCF方式下。在一CFP开始时取得介质访问的优先权。
DIFS
用于分布协调方式下。工作站传送MPDU和MMPDU,在正确接收一帧
并后延时间期满,如果载波侦听判断介质在DIFS期间空闲,使用分布协调的工作站将被允许传送数据。
如果传送中有错误,那么即使判断出介质空闲后,一个在分布协调方式下
的工作站也不能传输数据。工作站可能接收一个“错误----空闲”帧后传送,是工作站重新同步。折旧允许工作站使用DIFS,可见DIFS在上述“错误——空闲”
帧之后。 EIFS
扩展的IFS,用于分布协调方式下。此时物理层指示MAC:一帧的传送
开始后,没有正确的接收。
物理层不用实际的载波侦听机制检测出错误的帧后判断介质空闲,随后EIFS延迟开始。在一个工作站开始传送以前,EIFS为另一个工作站提供足够的时间以回答该工作站,什么是不正确接收的帧。根据实际的介质忙闲状态,在EIFS期间,由于收到一“错误——空闲”帧而使工作站重新获得同步。所以EIFS被终止,正常的介质访问在收到“错误——空闲”帧后继续执行
2.1.7 帧的分段和重组
所谓真的分段,就是将一个MAC服务数据单元MSDU或一个MAC控制协议数据单元MMPDU分割为较小的MAC级别的帧即MAC协议数据单元MPDU。分段处理产生的比原先的MSDU及MMPDU长度更短的MPDU增加了可靠性,这种方法是通过在某些信道对一些较长帧有些特殊的限制其接受可靠性时增加了MSDU及MMPDU成功传输的可能性,该处理对于一个立即发射机是比较可靠的。将多个MPDU重组为单个的MSDU或MMPDU的处理过程称为重组,这一过程相应地对一个立即接收机非常方便。该过程只对单一接收地址的帧进行分段,而在广播或组播时不进行分段。
当从LLC层接收的MSDU或从MLME接收的MMPDU的长度大于2.1.5中的dotllFragmentationThreshold分段阈值时,MSDU或MMPDU就将被分段成为MPDU。每一个分段帧的长度均不大于上述分段阈值,当然小于该阈值也是可能的。分段的示意图如下:
2.2 MAC分层结构
MAC层分为MAC子层和MAC管理子层。前者主要负责访问机制的实现和分组的拆分和重组。其管理子层主要负责ESS漫游管理、电源管理,还有登记过程中的关联、去关联以及要求重新关联等等过程的管理。802.11物理层分为三个子层:PLCP(物理层会聚协议)、PMD(物理介质相关协议)和物理层管理子层。PLCP子层主要进行载波侦听的分析和针对不同的物理层形成相应格式的分
组。PMD子层用于识别相关介质传输的信号所使用的调制和编码技术。物理层管理子层为不同的物理层进行信道选择和调谐。除此之外IEEE802.11还定义了一个站管理子层,它的主要任务是协调物理层和MAC层之间的交互作用。
2.2.1 MAC子层
MAC层支持三种主要的帧类型——站点间传输信息所用的数据帧、控制访问介质所用的控制帧以及管理帧。管理帧用于站点第二层间交换管理信息,而不会将管理信息送往协议栈的高层。
2.2.1.1 帧格式
802.11的帧格式是可变长的。图2.2说明了站点间发送信息所用的MAC数据帧格式。在后面的介绍中将会发现,该帧的某些域也在其他类型的帧中使用。
图2.2
帧正文(Body)域的最大长度可达2312Byte,如上图所示。然而,因为无线链路的误码率比有线LAN误码率高得多,随着帧长度增加,帧信息受破坏的概率也高。因此一个无线局域网比一个有线局域网的情况就糟糕多了。为弥补这种情况,无线局域网在MAC层支持一种简单的分段重组机制。 A,控制域
16bit的帧控制域包含11个子域。其中有8个1bit域,通过设置,可指定一个特性或功能。以下将介绍控制域中的每个子域。
a、 协议版本子域
2 bit的协议版本子域提供了一种标识802.11标准版本的机制。该标准的最初版本中,协议版本子域值设为零。
b、类型和子类型子域
类型和子类型子域提供6bit来标识一个帧。类型子域能识别4种类型的帧,但目前仅定义了3种。4bit的子类型子域标识了类型分类中的一种特定类型的帧。
c、到分布系统子域
该子域为1bit。当帧寻址到一个接入点以便转发到分布系统时,该子域置”1”。否则该子域置“0”。
d、来自分布系统子域
该子域也是1bit。当帧是收自分布系统时,该子域置“1”,否则该子域置“0”。 e、多段子域
该子域为1bit。当在当前段之后还有更多的段时,这个域的值就设为“1”。这个域使发送端注意一个帧是一个段,并且允许接受端将一系列段重装成一个帧。
f、重试子域
当这个1bit域被置“1”,表示这个帧是一个先前传送过的重传段。接收站点用这个域来识别当确认帧丢失时可能发生的重传。
g、电源管理子域
IEEE802.11站点可选择两种电源模式(即节能模式或活动模式)之一。当发送时一个站点是活动模式时,一个帧能将其电源状态从活动改为节能模式。
通过使用电源管理比特,一个站点可标识其电源状态。接入点使用该信息,不断维护工作在节能模式的站点记录。接入点将缓存发往其他站点的分组,直到那些站点通过发送轮询请求来专门请求分组,或是改变其电源状态。
通过使用信标帧可获得另一种将缓存帧发送给一个运行于节能模式站点的技术。接入点周期性地发送信息,这些信息是关于运行于节能模式的站点有接入点所缓存的帧,作为信标帧的一部分。每个这样的站点接受信标帧后被唤醒,注意到有帧存储在接入点中等待转发。然后这些站点就保持在活动电源状态,并且给接入点发送一个轮询请求信息以索取那些帧。
h、多数据子域
这个子域指示在当前帧后带有更多帧。这个1bit子域由接入点设置,指示有更多的帧缓存在一个特定站点中。记住当一个目的站点运行在节能模式时,将在接入点中产生缓存。目的站点可利用此信息来决定它是否要继续轮询,或者这个站点是否要将电源管理模式转变为活动模式。
i、
有线等效保密子域
IEEE802.11委员会提出通过附加授权认证和加密保证安全性,统称为有线等效保密(WEP,Wired Epuivalent Privacy)。WEP子域的设置指示了帧的正文按WEP算法加密。
j、顺序子域